高中化学人教版（2019）必修二 第六章第二节化学反应的速率与限度第二课时学案（含答案）

第六章第二节化学反应的速率与限度
第二课时学案
【学习目标】
1．结合实例体会可逆反应存在限度，理解化学平衡状态的特征，发展“变化观念与平衡思想”的学科核心素养。
2．能从化学反应限度和快慢的角度解释生产、生活中简单的化学现象。体会从两个方面认识和调控化学反应的重要性，认识控制反应条件在生产和科研中的作用。
【目标一】化学反应的限度
1．可逆反应
概念：一定条件下，既能向 进行同时又能向 进行的化学反应叫可逆反应。
例如：合成氨的反应：N2 + 3H2 2NH3，
SO2和O2化合生成SO3的反应：2SO2 + O22SO3等。
【思考感悟】
1．在密闭容器中加入1 mol H2和1 mol I2发生反应：H2(g) + I2(g)2HI(g) ，请分析：
⑴ 当反应刚开始时，反应物和生成物的浓度哪个大？
⑵ 当反应刚开始时，正向反应与逆向反应哪个反应速率大？
⑶ 随着反应的进行，反应物和生成物浓度如何变化？
⑷ 随着反应的进行，υ(正)与υ(逆)怎样变化？
⑸ 反应进行到什么时候会“停止”？
⑹ 此时，反应物和生成物浓度如何变化？
⑺ 给这个状态命名
⑻ 反应真的停止了吗？
2．既然可逆反应进行不彻底，有一定的限度，那么如何表示这样的限度呢？
【分析】可用平衡时已转化了的某反应物的量与反应前（初始时）该反应物的量之比来表示反应在该条件下的最大限度。
平衡转化率(α)
【导练1】在4 L密闭容器中充入6 mol A气体和5 mol B气体，在一定条件下发生反应：
3A(g) + B(g)2C(g) + xD(g)。达到平衡时，生成了2 mol C，经测定D的浓度为0.5 mol/L，
求：⑴ x的值 ⑵ B的转化率
【目标二】化学平衡状态——化学平衡
1．化学平衡的建立：以CO(g) + H2O(g)CO2(g) + H2(g) 反应为例。
在一定条件下，将0.1 mol CO和0.1 mol H2O(g)通入1L密闭容器中，开始反应：
⑴ 反应刚开始时：反应物的浓度 ，正反应速率 。
生成物的浓度为 ，逆反应速率为 。
⑵ 反应进行中： 反应物的浓度 ，正反应速率 。
生成物的浓度 ，逆反应速率 。
⑶ 肯定最终有一时刻，正反应速率与逆反应速率 ，
此时，反应物的浓度 ，
生成物的浓度也 。
正反应速率和逆反应速率随时间的变化关系如图所示。
2．化学平衡状态：
一定条件下， 反应里， 反应速率和 反应速率 时，反应物和
生成物的浓度不再改变，达到了表面上静止的一种“平衡状态”，反应达到了限度的状态。
反应的限度决定了反应物在该条件下所能达到或完成的最大限度。该条件下，反应物的转化率达到了最大值。
定义：在一定条件下的 里， 相等，
反应混合物中 保持不变的状态。
【说明】化学平衡研究的对象是可逆反应，只有可逆反应才有可能存在化学平衡状态，不可逆反应不能讨论化学平衡问题。
3．化学平衡状态特征：
⑴“动”指化学平衡是一种 ，反应达到平衡状态时，反应并没有停止。
⑵“等”指 和 相等，都大于零。
⑶“定”指平衡体系混合物中， 一定，不再随时间改变而改变。
⑷“变”指当 改变时，原平衡被破坏，会使 ，在新条件下建立新的平衡。
【说明】化学平衡状态是可逆反应进行到最大限度的结果，反应混合体系中各组分的浓度不变。一经建立化学平衡状态，不会因时间的变化而变化，但因外部条件的改变会引起化学平衡的改变。
【导练2】在密闭容器中充入PCl5，发生化学反应：PCl5(g)PCl3(g) + Cl2(g)，反应一段时间后又向其中加入37Cl2，在重新达到化学平衡状态后，37Cl原子存在于（ ）
A．PCl5中 B．PCl3中 C．Cl2中 D．三种物质中都有
4．化学反应达到平衡状态的标志
（一）直接标志：以 mA(g) + nB(g)pC(g) 为例
⑴ 速率关系：同一物质正反应速率与逆反应速率相等，A的消耗速率与A的生成速率相等；
A消耗速率与C的消耗速率之比等于m∶p
B生成速率与C的生成速率之比等于n∶p
⑵ 混合物中各物质的物质的量浓度、体积、体积分数、物质的量、物质的量分数、质量、质量分数等保持不变，均可判断该反应达到平衡状态。
例如：一定条件下，可逆反应N2 + 3H22NH3，对该可逆反应，表示正、逆反应速率可以用N2或H2或NH3来表示：
① 单位时间内，有1 mol N2反应掉，同时有1 mol N2生成
② 单位时间内，有3 mol H2反应掉，同时有2 mol NH3反应掉
③ 单位时间内，有1 mol N2生成，同时有2 mol NH3生成
以上均表示υ(正)＝υ(逆)
规律：化学平衡状态的判断原则：同时、双向进行。
（二）间接标志：
反应① N2(g) + 3H2(g)2NH3(g) 反应② H2(g) + I2(g) 2HI(g)
根据以下标志，判断反应①、反应②是否达到平衡状态：
⑴ 混合气体的总物质的量不再改变： 反应① ，反应②
⑵ 在恒温、恒压条件下，混合气体的总体积不再改变：反应① ，反应②
⑶ 在恒温、恒容条件下，混合气体的压强不再改变： 反应① ，反应②
⑷ 反应混合体系中各组分的浓度不再改变： 反应① ，反应②
⑸ 反应混合体系中各气体的体积分数不再改变： 反应① ，反应②
⑹ 混合气体的平均相对分子质量M不再改变： 反应① ，反应②
⑺ 反应混合体系中的温度不再改变： 反应① ，反应②
⑻ 恒容条件下，反应混合气体的密度不再改变： 反应① ，反应②
⑼ 恒压条件下，反应混合气体的密度不再改变： 反应① ，反应②
⑽ 反应混合体系中，气体的颜色不再改变： 反应① ，反应②
【目标三】化学反应条件的控制
1．控制化学反应条件的目的
化学反应有的快、有的慢，有的进行程度大、有的进行程度小，有的对我们有利、有的对我们不利。控制反应条件，促进有利的化学反应(提高反应物的转化率即原料的利用率，加快反应速率等)，抑制有害的化学反应（减缓反应速率，减少甚至消除有害物质的产生，控制副反应的发生等），使化学反应向着对我们有利的方向转化。
2．控制化学反应条件的基本措施
⑴ 通过改变反应温度、溶液浓度、气体压强(或浓度)、固体表面积以及催化剂的使用等，改变化学反应的速率。
⑵ 通过改变可逆反应体系的温度、溶液浓度、气体压强(或浓度)等，改变可逆反应进行的限度。
3．燃料燃烧的条件
⑴ 燃料与 接触，且空气要适当过量
⑵ 温度达到燃料的
4．提高燃料燃烧效率的措施
⑴ 尽可能使燃料充分燃烧，提高能量的
关键是燃料与 尽可能充分接触，且 要适当过量。
⑵ 尽可能充分地利用燃料燃烧所释放出的热能，提高热能的利用率。
【思考感悟】结合燃料燃烧的条件分析灭火的措施有哪些？
υ
t
υ(正)
υ(正)＝υ(逆)
υ(逆)
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